Khi lựa chọn các kim loại khó để xử lý, hiệu quả kinh tế là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc.

Hạt dao CBN với các cạnh được vát cạnh nâng cao loại bỏ các vết nứt ở cạnh thường gặp khi cắt vật liệu có độ cứng lớn hơn 50 RC.

Thép hoàn toàn cứng, kim loại bột cứng, siêu hợp kim chịu nhiệt và lưỡng kim đều đã được công nhận rộng rãi trong ngành. Mặc dù những vật liệu như vậy có thể cung cấp các bộ phận gần như không thể phá hủy, nhưng việc gia công chúng đã gặp phải khó khăn: làm thế nào để gia công chúng thành hình dạng cuối cùng với chi phí bộ phận hợp lý. May mắn thay, các nhà cung cấp dụng cụ cắt đã có những bước tiến lớn trong các hạt dao để phay và tiện các vật liệu khó.

Các lưỡi dao phủ cacbua, gốm kim loại, boron khối (CBN) và kim cương đa tinh thể (PCD) ngày nay đều đóng một vai trò nào đó. Lưỡi dao bằng vật liệu tiên tiến với hình dạng và lớp phủ đặc biệt có thể chịu sốc cơ học và chịu nhiệt, đồng thời chống mài mòn. Tuy nhiên, để sử dụng hiệu quả các lưỡi dao này có thể cần nhiều yếu tố bên ngoài khác nhau, một trong số đó có thể là quan hệ đối tác với nhà cung cấp dụng cụ có kinh nghiệm.

Do chi phí của hạt chèn cắt tương đối thấp (thường việc sử dụng hạt chèn cacbua xi măng chỉ chiếm 3% tổng chi phí gia công, trong khi việc sử dụng hạt chèn CBN chỉ chiếm 5% đến 6%), nên việc sử dụng hạt dao rẻ tiền có thể được một nền kinh tế sai lầm. Vật liệu chèn tiên tiến có thể rút ngắn thời gian chu kỳ hoặc có được nhiều bộ phận chất lượng hơn cho mỗi ca, do đó thu hồi chi phí.

Cách giảm đáng kể thời gian hoàn thiện 5 trục

Mặt khác, việc lấp đầy dao phay lớn một cách không cần thiết bằng các hạt dao ngoại lai là một sai lầm tốn kém. Chi phí của chèn CBN gấp tám đến mười lần so với cacbua xi măng. Chạy các lưỡi cắt vật liệu tiên tiến này ở tốc độ và tốc độ tiến dao không chính xác có thể ảnh hưởng đến chất lượng bộ phận và tuổi thọ của dụng cụ. Trong trường hợp hàng tồn kho gặp khó khăn, việc lựa chọn lưỡi dao phù hợp cần phải xem xét cả kinh tế gia công và toàn bộ quy trình.

Sử dụng nguồn cấp dữ liệu và tốc độ chính xác

Xem xét toàn bộ ứng dụng. Xem xét thời gian cần thiết để xác định chỉ số và thay thế lưỡi cắt, các lưỡi cắt cacbua rẻ hơn có thể đóng vai trò trong khả năng chịu đựng và hoàn thiện bề mặt có thể đắt tiền. Năng suất thực sự đến từ sự hiểu biết về sự đánh đổi giữa thông lượng, thời gian chu kỳ và hiệu suất của lưỡi dao.

Trong một ví dụ chuyên nghiệp, hàng loạt nhỏ, các cánh tuabin khí cacbua titan thiêu kết đã được nghiền thành công với các hạt chèn cắt cacbua phủ. Ở 120 sfm, lưỡi cắt cacbua chỉ có thể cắt từ 5 đến 10 phút. Trong sản xuất hàng loạt, các vật liệu khó gia công thường đặt tuổi thọ lưỡi dao có thể chấp nhận được là 15 đến 30 phút, nhưng đối với các bộ phận tốc độ thấp, tuổi thọ lưỡi dao ngắn và thay đổi dụng cụ thường xuyên không phải là nhược điểm chính. Tuổi thọ của lưỡi dài hơn đã thực sự trở nên quan trọng trong toàn bộ quá trình sản xuất. Tuy nhiên, cần phải giảm thời gian chết và nhân công để thay đổi công cụ, đồng thời cải thiện việc sử dụng máy và năng suất. Cacbua xi măng hiện đang được sử dụng tốt cho các cánh tuabin, nhưng nếu các bộ phận được sản xuất với khối lượng lớn hơn, ứng dụng này có thể biện minh cho việc sử dụng các cánh cứng hơn, đắt tiền hơn làm bằng CBN.

Để sử dụng các lưỡi cắt vật liệu tiên tiến nhằm tăng năng suất, phải sử dụng tốc độ và cấp liệu chính xác. Các hạt chèn CBN của Sandvik Coromant có một cạnh vát được gia cố để loại bỏ các vết nứt cạnh thường gặp khi cắt các vật liệu cứng trên 50 RC. Bất chấp độ bền này, hạt dao CBN vẫn yêu cầu các thông số máy cắt để duy trì dung sai nghiêm ngặt. Tốc độ cắt quá thấp 10% hoặc quá cao 10% sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất.

Nếu bạn cần gia công các vật liệu khó, vui lòng liên hệ với nhà cung cấp dụng cụ cắt. Các nhà cung cấp có thể cung cấp các giải pháp dựa trên cách những người khác giải quyết vấn đề tương tự. Khi yêu cầu kiểm tra, nó thường bắt đầu với một lưỡi hợp kim cứng và sau đó sử dụng một công cụ cứng hơn và đắt tiền hơn. Hình dạng hình học của lưỡi dao hiện đại, giá đỡ dụng cụ cứng và quy trình gia công phức tạp thường làm cho lưỡi dao cacbua có chi phí thấp hơn phù hợp với công việc khó khăn. Thời điểm vượt qua cacbua sẽ khác nhau tùy theo ứng dụng, nhưng nhiều loại vật liệu khác nhau có những thách thức chung trong quá trình xử lý.

Thép cứng

Hợp kim thép được sử dụng trong nhiều ứng dụng ngày càng trở nên cứng hơn. Mặc dù thép công cụ đã từng được coi là vật liệu cứng của 45 RC, nhưng thép cứng đến 63 RC ngày nay đã trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp khuôn mẫu. Các nhà sản xuất khuôn mẫu trước đây chỉ dùng để cắt các bộ phận trước khi xử lý nhiệt hiện nay là thép công cụ được gia công chính xác ở trạng thái cứng hoàn toàn để tránh biến dạng khi xử lý nhiệt. Nhiệt và áp suất gặp phải khi phay một hợp kim cứng hoàn toàn có thể gây ra biến dạng dẻo của chèn cắt và nhanh chóng hỏng lưỡi cắt.

Mặc dù vậy, thép cứng hoàn toàn có thể được xử lý kinh tế bằng cacbua. Một ví dụ liên quan đến xử lý hàng không vũ trụ. Một nhà sản xuất hàng không vũ trụ lớn đã chọn hạt chèn cacbua xi măng Sandvik GC1025 để khoan lại lớn rèns của 4340 thép hình 300M đã được điều chỉnh độ cứng. Khi thép có độ cứng từ 30 đến 32 RC, hầu hết kim loại sẽ được loại bỏ trước khi xử lý nhiệt. Tuy nhiên, để điều chỉnh biến dạng, khi phôi đã cứng hoàn toàn đến 54 hoặc 55 RC thì cần phải khoan lại phôi lớn.

Một tính năng đặc biệt khó khăn nằm sâu trong phần này yêu cầu ba lần vượt qua nhàm chán để đạt được dung sai và kết thúc cần thiết. Trong ít hơn một lần, sự kết hợp của các vật liệu cứng và quá trình cắt không liên tục sẽ làm mòn các cạnh cắt của kim loại. Điều này đặc biệt gây sốc vì cạnh bị gãy có thể làm hỏng bộ phận. Ngược lại, các miếng chèn cacbua hạt mịn tiên tiến có lớp phủ lắng đọng hơi vật lý cứng (PVD) và hành động cắt sắc bén, có thể cắt từ sáu đến chín lần. Để sử dụng hạt chèn cacbua xi măng, nhà cung cấp dụng cụ khuyên bạn nên giảm tốc độ cắt từ 300 sfm xuống 175 sfm, nhưng vẫn duy trì cùng độ sâu của vết cắt. Phải mất khoảng 20 phút để một lưỡi cắt cacbua xi măng đi qua lỗ ba lần với tốc độ thấp hơn, trong khi một công cụ bằng kim loại phải mất hơn một giờ. quan trọng hơn,

Để thiết lập các thông số gia công để phay thép cứng có chèn cacbua, thường bắt đầu từ 100 sfm. Tốc độ cắt giấy thử nghiệm có thể đạt 150 đến 180 sfm. Tỷ lệ thức ăn thông thường là 0.003 đến 0.004 inch trên mỗi răng. Các hình dạng lưỡi có góc cào trung tính hoặc hơi âm thường cung cấp các cạnh mạnh hơn các lưỡi có góc cào dương. Hạt dao cacbua tròn cũng có ưu điểm khi gia công thép cứng. Các đường bao cung cấp một công cụ mạnh mẽ hơn, không có các góc sắc nhọn dễ bị tổn thương.

Khi lựa chọn giữa các loại cacbua xi măng, vui lòng xem xét các loại cấp độ cứng. Chúng cung cấp độ an toàn cạnh để chống lại các lực cắt xuyên tâm cao gặp phải trong thép cứng và các cú sốc đầu vào và nghiêm trọng. Ngoài ra, thép nhiệt độ cao được chế tạo đặc biệt có thể chịu được nhiệt sinh ra từ thép cứng đến 60 RC. Các miếng chèn cacbua chống va đập với lớp phủ nhôm cũng có thể chịu được nhiệt độ cao do quá trình phay thép cứng tạo ra.

Kim loại thiêu kết

Tiến bộ trong luyện kim bột công nghệ đang sản xuất kim loại nung kết siêu cứng cho các ứng dụng khác nhau. Một nhà sản xuất đã phát triển hợp kim hỗn hợp niken dạng bột có chứa vonfram hoặc titan cacbua để đạt được độ cứng từ 53 đến 60 RC. Các hạt cacbua trong ma trận hợp kim niken có thể đạt tới 90 RC. Khi phay các vật liệu như vậy, hạt dao cacbua phủ sẽ nhanh chóng bị mòn bên và các cạnh cắt chính của chúng sẽ phẳng. Các hạt siêu cứng trong cấu trúc vi mô sẽ tạo thành "các mảnh vụn vi mô", do đó làm tăng tốc độ mài mòn của lưỡi dao. Các lưỡi cắt cacbua xi măng cũng sẽ bị gãy dưới áp lực cắt khi gia công các vật liệu cứng.

Hạt dao CBN có thể được sử dụng để cắt các kim loại dạng bột cứng có chứa vonfram và titan cacbua. Hình học nâng cao có thể vượt qua các mảnh vỡ tốt. Một người dùng đã nghiền các hợp kim composite dạng bột phát hiện ra rằng tuổi thọ của các hạt chèn CBN tiên tiến dài hơn 2,000 lần so với các hạt chèn cacbua xi măng tốt nhất. Một dao phay mặt năm lưỡi, chạy ở tốc độ 200 sfm, với bước tiến là 0.007 inch mỗi cạnh, hoàn thành việc cắt thử vật liệu cứng nhanh hơn so với cắt cứng và tốc độ tăng 75%.

Để tận dụng hết lợi thế của CBN, các thông số cắt phải được giữ trong phạm vi hẹp. Tốc độ khoảng 160 sfm, tốc độ tiến dao chỉ 0.004 đến 0.006 inch trên một răng, nhưng năng suất cao khi gia công vật liệu thiêu kết. Các thông số gia công chính xác được xác định tốt nhất bằng một lần cắt thử nghiệm từ 30 đến 60 giây. Bắt đầu ở tốc độ thấp và dồn dần cho đến khi lưỡi cắt bị mòn quá mức.

Các vật liệu khó gia công thường phải được gia công và sấy khô để giữ nhiệt độ lưỡi cắt không đổi. Trong hầu hết các trường hợp, các công cụ hình tròn với hình học âm kép là hiệu quả nhất và độ sâu của vết cắt thường được giới hạn trong khoảng 0.04 đến 0.08 inch.

Theo định nghĩa, cắt phay là cắt gián đoạn. Liên tục đập vật liệu cứng đến Rockwell 60 hoặc cao hơn sẽ tạo ra ứng suất xử lý duy nhất. Do đó, các máy công cụ và dụng cụ phải có độ cứng tối đa, độ nhô tối thiểu và độ bền tối đa để có thể chịu được tải trọng va đập cao trong quá trình gia công.

Siêu hợp kim

Hợp kim siêu chịu nhiệt (HRSA) được phát triển cho ngành hàng không vũ trụ ngày càng được công nhận trong các ứng dụng ô tô, y tế, chất bán dẫn và sản xuất điện. Giờ đây, vật liệu ma trận titan và ma trận nhôm-magiê mới hơn kết hợp các HRSA quen thuộc như Inconel 718 và 625, Waspalloy và titan 6Al4V. Tất cả những điều này đã mang lại những thách thức cho quá trình xử lý.

Superalloys rất khó; một số loại titan được gia công ở độ cứng 330 Brinell. Đối với các hợp kim thông thường, nhiệt độ cắt trên 2,000 ° F sẽ làm mềm các liên kết phân tử và tạo thành vùng chảy cho phoi. Ngược lại, khả năng chịu nhiệt khiến HRSA rất lý tưởng giúp chúng luôn cứng cáp trong suốt quá trình xử lý.

HRSA cũng có xu hướng cứng lại trong quá trình cắt, khiến lưỡi cắt bị mẻ, dẫn đến hỏng sớm. Cắt HRSA khó hơn, vì vật liệu chưa được bao da được bao phủ bởi một lớp cặn oxit ở cạnh dao đã được mài sắc, sẽ làm mòn lưỡi cắt nhanh hơn.

Xét về độ khó gia công, tốc độ cắt của siêu hợp kim rất chậm. Ví dụ, sử dụng hạt chèn cacbua xi măng loại Sandvik GC2040 để nghiền Inconel 718 thành các phím phanh 200 sfm. Trong các ứng dụng tiện / hoàn thiện ngoài trời, tốc độ tiện của hợp kim tương tự sử dụng hạt chèn Sandvik 7020 CBN là 260 sfm. Ngược lại, hạt dao cacbua không tráng phủ thường cắt thép dụng cụ ở tốc độ 400 đến 800 sfm. Nguyên liệu thô được sử dụng cho HRSA thường tương đương với nguyên liệu nạp được sử dụng khi thép công cụ gia công.

Việc lựa chọn hạt dao cắt để gia công HRSA phụ thuộc vào vật liệu và phôi. Các lưỡi cắt cacbua với dạng hình học góc cào dương sẽ cắt hiệu quả các loại phôi HRSA thành mỏng. Tuy nhiên, các bộ phận có thành dày có thể yêu cầu các lưỡi dao bằng sứ có hình dạng cạnh cắt âm để tạo ra kết quả canh tác hiệu quả hơn. Mặc dù quá trình xử lý khô được sử dụng tốt nhất trong hầu hết các vật liệu khó gia công để duy trì nhiệt độ cạnh đồng nhất, nhưng titan yêu cầu chất làm mát ngay cả ở tốc độ cực thấp.

Độ cứng liên tục của HRSA sẽ đẩy nhanh quá trình mài mòn bán kính mũi của lưỡi cắt. Các hạt dao tròn không có góc sắc nét mang lại các cạnh cắt mạnh nhất, nhưng quá trình làm cứng thông thường của HRSA có thể dẫn đến rãnh chèn dần dần. Thay đổi chiều sâu cắt trong quá trình gia công liên tục có thể tránh được vùng làm cứng gia công, loại bỏ sự hình thành các vết khía và kéo dài tuổi thọ của lưỡi cắt. Độ sâu cắt có thể thay đổi từ 0.300 inch cho một lần cắt đến 0.125 inch và 0.100 inch cho các lần cắt tiếp theo.

Lưỡng kim

Các thành phần lưỡng kim đặt vật liệu cứng trong các khu vực mài mòn cụ thể được bao quanh hoặc trộn với các hợp kim mềm hơn. Chúng ngày càng trở nên phổ biến hơn trong ngành công nghiệp ô tô và các lĩnh vực khác, và chúng đặt ra những thách thức đặc biệt cho quá trình xử lý. Hạt dao CBN là hợp kim cắt có độ cứng cao với khả năng gia công cao hơn và có thể bị vỡ nếu chúng tiếp xúc với vật liệu mềm hơn. Hạt dao PCD có khả năng gia công và mài nhôm bị mài mòn quá mức khi cắt kim loại đen.

Việc gia công các bộ phận lưỡng kim một cách hiệu quả đòi hỏi người sử dụng, nhà cung cấp dụng cụ và nhà cung cấp máy phải phát triển các quy trình gia công hoàn chỉnh. Trong một ứng dụng, hợp kim composite kim loại dạng bột cứng được mô tả trước đây được ép nóng đẳng nhiệt lên một nền thép không gỉ 316 có chi phí thấp hơn. Đường dẫn công cụ nội suy xoắn ốc được lập trình vào hệ thống điều khiển máy công cụ thông qua tốc độ và nguồn cấp dữ liệu tối ưu, trước tiên xử lý khu vực kim loại bột, sau đó xử lý nền.

Để gia công hiệu quả các khối xi lanh lưỡng kim, các nhà sản xuất ô tô phải xử lý cả lớp lót xi lanh bằng hợp kim nhôm và gang mài mòn. Thiết kế của các bộ phận có nghĩa là không thể cách ly vùng mài mòn của sắt cứng với nhôm mềm. Tuy nhiên, một chương trình máy công cụ cung cấp tốc độ rất thấp và độ sâu cắt rất nông có thể cho phép hạt dao PCD chống mài mòn để gia công nhôm và sắt cùng một lúc mà không cần thay dao thường xuyên.

Liên kết đến bài viết này ：Kỹ năng xử lý bốn vật liệu kim loại khó gia công 

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Tấm kim loại, berili, thép cacbon, magiê, 3D in, độ chính xác Cơ khí CNC dịch vụ cho các ngành thiết bị nặng, xây dựng, nông nghiệp và thủy lực. Thích hợp cho nhựa và hiếm gia công hợp kim. Nó có thể biến các bộ phận có đường kính lên đến 15.7 inch. Các quy trình bao gồm gia công thụy sĩ, chuốt, tiện, phay, doa và ren. Nó cũng cung cấp đánh bóng kim loại, sơn, mài bề mặt và thân cây dịch vụ ép tóc. Phạm vi sản xuất lên đến 50,000 chiếc. Thích hợp cho vít, khớp nối, mang, bơm, bánhhộp đựng, máy sấy trống và thức ăn quay van Ứng dụng.PTJ sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.